练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    精英家教网如图所示，光滑水平面上放置质量均为M=2kg的甲、乙两辆小车，两车之间通过一感应开关相连（当滑块滑过感应开关时，两车自动分离），甲车上表面光滑，乙车上表面与滑块P之间的动摩擦因数μ=0.5．一根通过细线拴着且被压缩的轻质弹簧固定在甲车的左端，质量为m=1kg的滑块P（可视为质点）与弹簧的右端接触但不相连，此时弹簧的弹性势能E0=10J，弹簧原长小于甲车长度，整个系统处于静止状态．现剪断细线，求（取g=
    10m/s2）：
    （1）滑块P滑上乙车后甲车的速度大小；
    （2）滑块P滑上乙车后最终未滑离乙车，滑块P在乙车上滑行的距离；
    （3）滑块P相对乙车静止时，甲乙两车间的距离．
    分析：（1）、因地面光滑，所以滑块P在甲车上滑动的过程中，符合动量守恒的条件，同时除了弹簧的弹力做功之外，没有其他的力做功，所以机械能也是守恒的，分别应用动量守恒和机械能守恒列式求解，可得出滑块P滑上乙时的瞬时速度．
    （2）、滑块P滑上乙车时，甲乙两车脱离，滑块和乙车做成了系统，经对其受力分析，合外力为零，动量守恒，可求出滑块和乙车的最终共同速度，由能量的转化和守恒可知，系统减少的机械能转化为了内能，即为摩擦力与相对位移的乘积．从而可求出相对位移，即滑块P在乙车上滑行的距离．
    （3）对乙车，根据动量定理求出滑块P相对乙车静止经历的时间，根据运动学公式求出甲、乙此过程中相对于地的位移，两者之和即为甲乙两车间的距离．
    解答：解：（1）设滑块P滑上乙车前的速度为v，以整体为研究对象，作用的过程中动量和机械能都守恒，选向右的方向为正，应用动量守恒和能量关系有：
      mv1-2Mv2=0…①
      E0=
    1
    2
    m
    v
    2
    1
    +
    1
    2
    ?2M
    v
    2
    2
    …②
    ①②两式联立解得：v1=4m/s，v2=1m/s
    （2）以滑块和乙车为研究对象，选向右的方向为正，在此动过程中，由动量守恒定律得：
      mv1-Mv2=（m+M）v共…③
    解得，v共=
    mv1-Mv2
    m+M
    =
    1×4-2×1
    1+2
    m/s=
    2
    3
    m/s
    由能量守恒定律得：μmgL=
    1
    2
    m
    v
    2
    1
    +
    1
    2
    M
    v
    2
    2
    -
    1
    2
    (M+m)
    v
    2
    共
    …④
    ③④联立并代入解得：L=
    5
    3
    m
    （3）对乙车，设滑块P相对乙车静止经历的时间为t，根据动量定理得：
       μmgt=Mv共-（-Mv2）
    解得，t=
    2
    3
    s
    故滑块P相对乙车静止时，甲乙两车间的距离为：
      S=v2t+
    v共+(-v2)
    2
    t    =1×
    2
    3
    +
    2
    3
    -1
    2
    ×
    2
    3
    =
    5
    9
    （m）
    答：
    （1）滑块P滑上乙车后甲车的速度大小为1m/s；
    （2）滑块P滑上乙车后最终未滑离乙车，滑块P在乙车上滑行的距离为
    5
    3
    m；
    （3）滑块P相对乙车静止时，甲乙两车间的距离为
    5
    9
    m．
    点评：正确分析物体的运动过程，把握每个过程所遵守的物理规律是解题的关键，也是应培养的基本能力．本题解题务必要注意速度的方向．
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点相接，导轨半径为R．一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹力作用下物体获得某一向右速度后脱离弹簧，脱离弹簧后当它经过B点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的7倍，之后向上运动完成半个圆周运动恰好到达C点．试求：
    （1）弹簧开始时的弹性势能；
    （2）物体从B点运动至C点克服阻力做的功；
    （3）物体离开C点后落回水平面时的速度大小和方向．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，光滑水平面与一半径为R处在竖平面内的光滑圆轨道相切，质量为m的小球（可视为质点）以初速度v0向右运动进入圆轨道，在图中虚线位置脱离轨道，重力加速度为g，下述说法正确的是（　　）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，光滑水平面MN左端挡板处有一弹射装置P，右端N与处于同一高度的水平传送带之间的距离可忽略，水平部分NQ的长度L=8m，皮带轮逆时针转动带动传送带以v=2m/s的速度匀速转动．MN上放置两个质量都为m=1.0kg的小物块A、B，它们与传送带间的动摩擦因数为μ=0.4．开始时，A、B静止，A、B间压缩一轻质弹簧，其弹性势能EP=16J．现解除锁定，弹开A、B，并迅速移走弹簧．
    （1）求物块B被弹开时速度的大小；
    （2）A与P相碰后静止，当物块B返回水平面MN后，A被P弹出，A、B相碰后粘在一起向右滑动，要使A、B连接体刚好从Q端滑出，求P对A做的功．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2013?如东县模拟）如图所示，光滑水平面AB与竖直面内粗糙的半圆形导轨在B点衔接，BC为导轨的直径，与水平面垂直，导轨半径为R，一个质量为m的小球将弹簧压缩至A处．小球从A处由静止释放被弹开后，以速度v经过B点进入半圆形轨道，之后向上运动恰能沿轨道运动到C点，求：
    （1）释放小球前弹簧的弹性势能；
    （2）小球到达C点时的速度和落到水平面时离B点的距离；
    （3）小球在由B到C过程中克服阻力做的功．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，光滑水平面内，一根细绳一端固定，另一端系一小球，现让小球在水平面内做匀速圆周运动，则（　　）

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案